数学微课程设计与应用的实证研究*

张 生 王丽丽 苏 梅 齐 媛

（1.北京师范大学 教育统计与测量研究所，北京 100875；2.中国基础教育质量监测协同创新中心，北京 100875；3.中国教育科学研究院，北京 100088）

数学微课程设计与应用的实证研究*

张 生1,2王丽丽1苏 梅1齐 媛3

（1.北京师范大学 教育统计与测量研究所，北京 100875；2.中国基础教育质量监测协同创新中心，北京 100875；3.中国教育科学研究院，北京 100088）

采用低学业成就的实验组、高学业成就的对照组前后测实验设计方式，文章考察了微课程的设计与应用对学生学业成就的影响。结果表明：实验组（n=69）与对照组（n=74）前测结果差异显著，后测结果无显著差异，实验组与对照组的前后测结果差量之间有显著差异，中、低学业成就学生前后测差异显著——这说明参考微课程设计要素设计的微课程是改善数学学业成就的有效手段，且针对不同层次的学生有不同的影响效果。

微课程；学业成就；能力分层

引言

近年来有关微课程的理论研究如火如荼，涉及理论辨析、框架搭建、模式设计、录制、应用、评价等多方面，但实证研究的成果很少。唐军指出，检验微课程发展和应用如何最有发言权的是学习者[1]。梁乐明指出目前没有很好的实证干预来研究应该如何设计、开发与实施微课程，并与具体的应用情境（如不同学科、不同群体等）进行整合，以有效地促进学生的正式与非正式学习[2]。针对以上问题，本研究按照微课程设计要素[3]，设计制作系列数学微课程，并应用于实验学校供学生学习，研究系列微课程在多大程度上能改善学生的学业成就。

一设计

根据微课程设计要素[4]，本研究从视频的制作包括对象定位、内容设计、技术支持以及应用方式等方面做了详细规划。

1 对象属性设计

本研究设计对象属性时，考虑文化属性和个体属性两大方面，具体情况如表1所示。

表1 微课程对象属性设计

2 内容属性设计

本研究设计内容属性时，主要考虑知识体系建构与能力分层设计两个重要方面，具体情况如表2所示。其中，在知识体系的设计上，主要依据的是布鲁姆教学分类法，将教材中的知识点以双向细目表的形式呈现，然后将细目表的内容所达到的教学目标水平进行勾选，保证每个知识点上都有微课程存在且能达到目标要求。在能力分层设计上，本研究依据实验单位老师提供的学生认知水平的差异，主要解决中、低层学习者遇到的学习问题，因此内容讲解主要采取讲授式，内容导向设计更加偏向于基础知识精讲，以及部分数学符号历史的补充。

表2 微课程内容属性设计

3 技术属性设计

本研究设计技术属性时，考虑基本要求、可用性、呈现形式三方面，具体设计如表3所示。

表3 微课程技术属性设计

4 应用模式设计

本研究设计应用模式时，主要从应用时机、生成性和支持服务三个方面来考虑，具体情况如表4所示。

表4 微课程应用模式设计

二方法

1 实验对象

本研究选择甘肃省威武市凉州区2个镇2所学校七年级4个班级的学生为实验对象，共143人，其中实验组69人，对照组74人。两组的基本情况是：实验组学业成就低于对照组，而在平均年龄、性别比例、家庭背景、学生人数等方面则大体相似。

2 实验设计

采用实验组、对照组前后测实验设计。选取的两个班级一为实验班，一为对照班。实验班接受干预措施，对照班在实验期间不接受任何干预措施。

3 测试工具

选取《中国6~15岁儿童青少年心理发育特征调查》项目中第三学段（7～9年级）中的部分题目进行前、后测评,并将前后测验的成绩通过等值转换到一个量尺。前、后测试卷由数与代数、空间与图形、统计与概率三个维度组成，试卷的信、效度分别达到测量学指标的要求。

4 数据处理

试验结果利用SPSS 18.0统计软件包对数据进行统计分析，采用的统计方法包括独立样本t检验和配对样本t检验。

三结果

1 两组学生学业成就前、后测结果比较

对两组学生测试卷的测评结果分别进行独立样本t检验，结果表明：两组学生学业成就前测差异达到显著水平，且实验组显著低于对照组（p<0.01)，而后测差异不显著；对照组学生前、后测差异一般显著，而实验组前、后测差异显著水平较高，实验后得分显著高于实验前（p<0.001），具体如表5所示。

表5 实验组与对照组学业成就前、后测结果比较

2 实验组和对照组前、后测结果差量比较

为考察两组学生实验后学业成就增值上的差异，本研究进行了独立样本t检验。从表中可以看出，实验后数学学业成就增值实验班高于对照班，且差异显著，具体如表6所示。

表6 实验组和对照组前、后测结果差量比较

3 实验组不同水平学生的学业成就比较

为考察微课程对学业成就不同水平学生影响效果的差异，本研究依据测试卷前测结果把实验组学生分为高、中、低三组（以平均数上下1个标准差划分组别界限），然后作配对样本t检验。结果表明：实验班高分组间差异不显著，而中、低组学业水平提高，且差异显著（p<0.05），具体如表7所示。

表7 实验组学生不同水平数学学业成就比较

4 实验组学生学业能力水平结果比较

从实验组和对照组后测增值结果的对比中可以发现，实验组前后差异的显著性增加，为此本研究单独从能力的维度（包括知道事实、运用规则、数学推理以及非常规问题解决四个方面）考察微课程学习对实验组学生数学能力水平的影响效果，并对前后测的结果进行配对样本t检验，发现实验组前、后测能力维度的四个方面结果变化不显著，具体如表8所示。

表8 实验组学业能力前后测结果比较

四讨论

1 内容严控的微课程学习有助于提高学生学业成就

（1）微课程能集中有效时间解决学习中的疑难问题。微课程具有“短小精悍”的特点，可以直击“要害”，具有清晰明确的课程目标，给学习困难者提供了有效解决疑难问题的途径。

（2）微课程增加了学生的学习机会，满足了学生的学习需求，提供了优质的学习资源。微课程的出现，使学生开拓了眼界、拓宽了思路，领略到除教师与课本之外的教学方法，寻求到满足自身价值的教学内容。

（3）微课程直接为学生的学习提供了“有源”的学习环境[5]。以往的课堂与校本课程都是在真实环境之外的学习，学生只能靠想象将课本知识与现实状况结合。微课程则将学生置于一种真实、具体、典型案例化的教学情景中，可以实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习[6]，更有助于促进学生高级思维能力的发展[7]。

2 分层设计的微课程学习有益于不同学业水平学生发展

张生等提出“分层微课”设计方案，其目的旨在呼吁“分层而教”的微课程教学设计，这样既满足布鲁姆“分类而教”[8]的教学目标，也意在迎合孔子的“因材施教”。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》提出“要关注学生不同特点和个性差异，发展每一个学生的优势潜能，为每个学生提供适合的教育。”[9]要达到这个目的，就要改变千篇一律的培养模式，采用个性化的教育方法[10]，使每一个学习者的潜能得到最大限度的发挥，获得成功体验和生存效能感[11]。虽然本研究中的“分层”不针对学生个体，但选择的是群体属性相近的处于同一层次的人，因此微课程教学可以根据学生的实际水平和接受能力而提供不同的学习进度与不同难度的学习内容，打破当今学科教育中常见的教学方式统一、授课进程统一与评价机制统一等缺陷。实验数据显示：中分组和低分组学生的增长趋势明显、变化显著。

3 短期微课程教学对学生能力素养提高效果不明显

数学能力素养的提升侧重点在于强调数学与生活的联系，强调学生用数学方法及思想解决实际问题，而这些问题的解决离不开学生对数学的整体感知，因而新课程改革后把学生数感的培养放在突出位置[12]。但数感不同于一般素朴意义上的原始直觉，它是一种精致化了的数学意识，是一种高级思维能力[13]，它更多地表现为主体在数学活动中通过学习、积累、体验而形成的主体能力，是主体自身积极积累经验，主动建构知识的结果[14]。本研究在微课程的视频设计上更加生活化、情景化，将抽象思维的产物转变为客观、量化、可视性，更便于接受与理解[15]，但微课程在短期内的主要效果是发展学生对数学的直觉[16]，并不能快速建立起学生对于数学的整体感知，尤其是学生高层高级思维能力和复杂情境中解决问题的能力。由实验数据得出：短期内微课程学习对学生数学能力水平的提升效果不显著。

4 微课程教学应用模式仍是有效利用资源的重中之重

微课程既有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源，又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源[17]。微课程以恰当的应用模式，带给其发展的延续性、持久性。许多研究者认为微课程是一种通过信息技术辅助在课后完成知识的方式，知识内化则在课堂中经老师的帮助与同学的协助完成。在国外，较为成功的模式是将微课程（在线视频课程）应用于“颠倒课堂”、“电子书包”、“混合学习”等教育改革项目，来支持教学工作[18]，但这对学生的自主性要求较高。因此，有研究者指出可将微课程引入课堂之中，即在上课前几分钟观看预习微课程，在下课前几分钟观看复习微课程[19]，便可达到资源利用的最大化。本研究中采用的应用模式为课下观看微课程，一方面培养学生自主学习的习惯，另一方面检验微课程对学生是否有吸引力。由实验数据得出：在这种应用模式下，学生的学业成就有所提高。

六结论

经过前、后测试卷等值后两组学生的学业成就基本持平，且有实验组反超对照组的趋势；微课程教学对实验组中的高分组无影响作用，对中分组和低分组有显著的影响效果。经过内容把控、分层设计的微课程对学生的学业成就有显著影响，可以提高学生的学业成就。

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编辑：小西

Empirical Study on Mico-course of MathematicsApplications

ZHANG Sheng1,2WANG Li-li1SU Mei1QI Yuan3
(1.Institute of Educational Statistics and Measurement,Beijing Normal University,Beijing,China 100875; 2 .National Innovation Center for Monitoring the Basic Education Quality,Beijing Normal University,Beijing,China 1 00875 ;3 .National Institute of Education Science,Beijing,China 1 00088)

The influence of design and application of the micro-course on the academic achievement of students was investigated with low academic achievement as the experimental group and high academic achievement as the control group using the experiment design approach of pre-test and post-test.The results shown that the pre-test results between experimental group(n=69)and control group(n=74)were significantly different.However,there was no significant difference in post-test results;and there was remarkable difference between experimental-group and control-group in the dispersion of pre-test and post-test,especially for medium and low academic achievement students,which proved that the designed micro-course referring to the micro-course design elements was an effective method to improve students’mathematics academic achievement,and had different effects for students at different levels.

micro-course;academic achievement;ability stratified

2015年4月7日

G40-057

A【论文编号】1009—8097（2015）12—0053—06

10.3969/j.issn.1009-8097.2015.12.008

本文为国家社会科学基金教育学青年课题“利用信息技术促进留守儿童全面发展的实证研究”(项目编号：CCA130135)、北京市教育科学“十二五”规划2012年度重点课题“利用信息技术创新流动儿童家庭教育的理论与实践”(项目编号：AJA12131)的阶段性研究成果，并受中央高校基本科研业务经费专项资金资助。

张生，副教授，博士，研究方向为教育测量与评价以及教育技术，邮箱为zsllz@163.com。